4.5验证机械能守恒定律 习题(含答案)

4.5
验证机械能守恒定律
作业
一、单项选择题
1.
1．用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中，下列叙述正确的是(
D
)
A．应该用天平称出物体的质量
B．操作时应该先放纸带再通电
C．选用重锤时，质量小的较好
D．选用重锤时，重的比轻的好
解析：该实验不需测量质量，mgh＝mv2两边已消去，操作时先通电后放纸带，选项A、B错；尽可能让重锤做自由落体运动，故选项C错，D对．
2．在利用重锤自由下落验证机械能守恒定律的实验中，产生误差的主要原因是(
D
)
A．重锤下落的实际高度大于测量值
B．重锤下落的实际高度小于测量值
C．重锤实际末速度大于gt(g为重力加速度，t为下落时间)
D．重锤实际末速度小于gt
解析：该实验下落高度实验值与测量值相等；但由于受阻力作用，实际速度小于理论值gt，故选项D对．
3．如图所示，是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带，我们选中N点来验证机械能守恒定律，下面举出一些计算N点速度的方法，其中正确的是(
C
)
A．N点是第n个点，则vn＝ngT
B．N点是第n个点，则vn＝g(n－1)T
C．vn＝
D．vn＝
解析：选项A、B、D均是应用重锤做自由落体运动求出的理论值，而不是实验值，故只有选项C对．
4.
把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度A点，然后放手，小球就摆动起来，如图所示，则下列叙述正确的是(
D
)
A．在一段不很长的时间内观察小球的摆动情况，小球可摆到跟A点等高的C点
B．在一段不很长的时间内观察，小球有时可摆到比C点更高的位置
C．不论观察时间的长短，小球一定能摆到C点
D．不论时间长短，小球一定不能摆到C点
解析：小球摆动过程中克服摩擦做功，机械能减少，不可能摆到C点．
答案：D
二、双项选择题
5.
某位同学做“验证机械能守恒定律”的实验，下列操作步骤中错误的是(
AC
)
A．把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压直流电源
B．将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度
C．先释放纸带，再接通电源
D．更换纸带，重复实验，根据记录处理数据
解析：打点计时器的使用是先接通低压交流电源，再释放纸带的．
答案：AC
6．在“用物体自由下落验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量不需测量的有(
AB
)
A．重锤的质量
B．重力加速度
C．重锤下落的高度
D．纸带打出的点的长度
6．在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法正确的是(
AD
)
A．重锤的重力应远远大于重物所受的空气阻力和纸带所受打点计时器的阻力
B．实验时用天平测量物体的质量
C．打点计时器应接在电压为4～6
V的直流电源上
D．测下落高度时，须从起点算起，且选取的各点应距起始点适当远一些
解析：重锤的重力远远大于空气阻力和纸带所受阻力时，可以减小相对误差；该实验中不需要测量物体的质量；打点计时器应该接在交流电源上；离起点适当远一些，可以减小测量下降高度的相对误差．
答案：AB
7.
在“用电磁打点计时器验证机械能守恒定律”的实验中，下面叙述正确的是(
)
A． 应用天平称出物体的质量
B．应当选用点迹清晰，特别是第一、二点间接近2
mm
的纸带
C．打点计时器应接在电压为220V的交流电源上
D．手提纸带，先接通电源再松开纸带让重物落下
解析：验证机械能守恒定律的试验中，等式两边都有质量，故可把质量m约去，选项A错误；点迹清晰的纸带方便处理且可以防止漏点，一二点间的距离可以通过自由落体运动大概估算为2mm，选项B正确；电磁打点计时器应接在6V左右的交变电流上。
答案：BD
8.
在“用打点计时器验证重锤做自由落体运动的过程中机械能守恒”的实验中对于自由下落的重物，下述选择的条件哪种更为有利？(
)
A．只要足够重就可以
B．只要体积足够小就可以
C．既要重，又要体积小
D．应该密度大些，还应便于夹紧纸带，使纸带随同运动时不致扭曲
解析：既要重又要体积小可以使得重力远大于阻力，较小实验误差，也即D选项中的密度大些。
答案：CD
9.
“用打点计时器验证重锤做自由落体运动的过程中机械能守恒”的实验中，产生误差的主要原因是（
　　
）
A.物体下落的实际高度大于测量值
B.重物和纸带受到阻力的作用，使物体下落的加速度小于重力加速度
C.测量时的测量误差
D.物体的实际加速度a大于重力加速度
解析：该实验的主要误差来源是阻力的影响以及测量时的误差。故选项BC正确。
答案：BC
三．非选择题
10．用打点计时器和重物在自由下落的情况下验证机械能守恒定律的实验中，电源频率为50
Hz，依次打出的点为0、1、2、3、4，则在图中两条纸带中应选取的纸带是
(选填“甲”或“乙”)，
解析：因为物体自由下落时第1、2两点距离要接近2_mm.
答案：物体自由下落时第1、2两点距离要接近2_mm
11．图中，A、B、C、D为落体法验证机械能守恒定律实验中得到的四条纸带，图中数值为相邻两计数点的距离(单位为mm)．
(1)能用来验证机械能守恒定律的纸带是C、D.
(2)先接通电源让打点计时器工作，后释放纸带得到的纸带是D.
解析：落体法验证机械能守恒定律试验中的纸带在做自由落体运动，也即加速度为重力加速度的匀加速直线运动。
答案：（1）C、D（2）D
12．在“落体法验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器的频率是50
Hz，当地重力加速度的值为9.8
m/s2，测得所用重物的质量为1.00
kg，甲、乙、丙三个学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第一、二两点间的距离分别为0.18
cm、0.19
cm和0.25
cm，可知其中肯定有一个学生在操作上有错误，该同学是丙．
若按实验要求正确选出纸带进行测量，测得连续三个计时点A、B、C到第一点O的距离分别是3.14
cm、5.01
cm和7.06
cm，如图所示．
(1)纸带的左端与重物相连；
(2)打点计时器打下计数点B时，重物的速度vB＝0.98_m/s；
(3)从起点O到打下计时点B的过程中重力势能的减少量ΔEp＝0.49_J，此过程中重物动能的增量ΔEk＝0.48_J；(g取9.8
m/s2)
(4)通过计算，数值上ΔEp
>
(选填“>”、“＝”或“<”)ΔEk，这是因为实验中有摩擦阻力和空气阻力；
(5)实验结论是在实验误差允许范围内，机械能守恒．
13．如图所示，A和B是两个质量分别为m1和m2的小物块，分别系在一条绕过定滑轮的软绳两端，已知m1＞m2，现在要利用此装置验证机械能守恒定律．
(1)若选定物块A从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有①②(或①③)(填选项前的编号)．
①物块的质量m1、m2；
②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间；
③物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间；
④绳子的长度．
(2)为提高实验结果的精确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：
①绳的质量要轻；
②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；
③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；
④两个物块的质量之差要尽可能小．
以上建议中确实对提高精确程度有作用的是①③(填选项前的编号)．
(3)写出一条上面没有提到的提高实验结果准确程度有益的建议：时间和高度进行多次测量取平均值[或选取受力后相对伸长量尽量小(不可伸长)的绳子等].
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